Он прогреет, осветит и провентилирует дом перед вашим приходом. Поднимет жалюзи, откроет ворота гаража и активирует стиральную машину.
Модные понятия последних лет – автоматизация зданий, интернет вещей, цифровой двойник здания. О том, что это такое, какого эффекта можно ожидать от этих нововведений, и как «цифру» связать с зелеными технологиями – мы поговорили с заместителем генерального директора Schneider Electric по рынкам «Проекты через партнеров» и «Цифровые здания и энергетика» по России и СНГ Алексеем КАШАЕВЫМ.
Неудобно иметь десяток систем, управляемых разным софтом
– Алексей, в последние годы много говорят об автоматизации зданий. Что она подразумевает?
– Автоматизация зданий – это направление, которое развивается довольно успешно уже в течение длительного времени. Но в последнее время это понятие претерпевает значительные изменения. Мы видим, как на наших с вами глазах технологический мир преображается. Происходит активное проникновение IT-технологий в разные отрасли, в том числе, в электрику, в коммунальные инженерные сети.
…Система автоматизации зданий – Building Management System развилась из исходных автоматизированных систем –подачи холода, тепла, вентиляции. Постепенно она начала забирать управление всеми остальными инженерными системами. Согласитесь, неэффективно иметь на одном объекте много разных подсистем, каждая из которых будет управляться своим «софтом», работать на своем железе, на своих протоколах.
Заместитель генерального директора Schneider Electric Алексей КАШАЕВ
Сейчас мы наблюдаем так называемую конвергенцию технологий, когда все подсистемы нанизываются на одну программную среду.
Отопление должно греть, вентиляция – обеспечивать воздухообмен и кондиционировать, освещение – работать. Все эти опции должны быть бесперебойными, безопасными, в любую секунду доступными. В плане электроснабжения, например, мы должны понимать, в каком состоянии находится вся система распределения энергии, на какой процент мощности нагружен каждый выключатель, что с ним происходит. Не ожидает ли нас аварийное отключение. По сути, это уже уровень видимости всех инженерных систем здания в режиме Online.
Что будет, если засунуть горячий утюг в холодильник
– Что дает такая «умная» автоматизация?
– Во-первых, мы получаем одну систему вместо «зоопарка» разных систем, когда нужно отдельно разбираться с каждой из них.
Во-вторых, мы можем сократить количество сотрудников на объекте. Не нужно иметь «полк» специалистов, каждый из которых будет компетентен в разных проблемных средах, заниматься разным программным обеспечением и оборудованием.
Ну и, наконец, мы получаем высокую энергоэффективность системы, в целом. Сегодня много спекуляций на тему энергоэффективности. В России электроэнергия стоит намного дешевле, чем в Европе. Поэтому тема энергоэффективности в зданиях пока не особенно волнует российского человека. Гораздо больше волнует тема операционной эффективности. Что это значит? Это значит, что «мое» здание должно работать постоянно. У меня не должно быть сбоев ни с электроснабжением, ни с отоплением, ни с вентиляцией. Представьте, зимой, например, будут какие-то перебои с теплом. Или летом будут проблемы с холодом.
Понятно, что если недостаточно летом охлаждать и недостаточно зимой греть, людям в таком здании будет некомфортно находиться. Есть большое количество исследований: когда человек перегревается – падает продуктивность его работы, а если его переохлаждать – растет количество больничных. И это тоже понятные денежные потери. Поэтому все работодатели, естественно, хотят, чтобы люди чувствовали себя комфортно и работали на максимуме своих возможностей.
Безусловно, неплохо, чтобы при этом была еще и экономия денег. Между тем, порой бывают просто дикие ситуации. Яркий пример: одновременно работает и система кондиционирования, и батарея водяного отопления. Батарея греет – температура повышается, достигается определенная температура, начинает работать кондицинер – в помещение подается холодный воздух. Это все равно, что горячий утюг засунуть в холодильник и смотреть, кто из них победит. По сути, это двойные затраты: мы тратим деньги сразу и на охлаждение, и на отопление. Пример банальный, но встречающийся нередко в зданиях разного типа.
Проблем, связанных с перерасходом энергии, можно легко избежать. Все это как раз регулируется системой автоматизации зданий.
По поводу освещения. Как известно, управление освещением осуществляется по присутствию человека, по движению. Это уже базовые, довольно распространенные варианты. И это тоже дает значительную экономию ресурсов.
Но в последнее время появились принципиально новые концепты. Система сама «догадывается», когда закрыть жалюзи (если на улице жарко), сама начинает отапливать помещение (или, наоборот, охлаждать его) при вашем приближении, включает подогрев пола и так далее.
Допустим, вы пришли на ресепшен в гостинице, зарегистрировались, вам дали номер, и система уже знает, что забронирован именно этот номер – и сразу начинает летом охлаждение, а зимой прогрев этого номера.
Или инновация, которую можно уже реализовывать, когда система запоминает лично вас. У вас есть смартфон, в смартфоне есть геолокация. Система знает, что вы приближаетесь к зданию, и она начинает подготавливать для вас жилое пространство. Причем система «знает», насколько именно нужно нагреть и охладить, какая степень освещенности в какое время суток для вас комфортна.
Конечно, это новейшие разработки, но они уже начинают появляться, особенно в индустрии гостеприимства – как правило, в отелях 5 звезд.
Еще одна новинка: как только стало возможно всем управлять из одной точки, появилась возможность перевести управление объектом в удаленный режим. Неважно, в какой точке мира вы находитесь: если все данные доступны по сети, можно давать команды системе со своего планшета. Главное, чтобы был защищен канал передачи данных и соблюдены требования кибербезопасности.
«Умная», и «еще умнее»
– Может ли система самостоятельно анализировать данные? Принимать решения?
– …Предположим, мы все автоматизировали. Собираются данные со всех клапанов, приводов, выключателей, датчиков, оценивающих качество воздуха, освещенность и пр. Мы все про свой объект знаем. Теперь возникает закономерный вопрос: а что с этой информацией делать? Это же десятки и сотни тысяч точек данных! Даже если мы соберем эту информацию и выдадим ее специально обученным людям в виде диаграмм, графиков и столбиков, то нужно обладать определенным уровнем компетенций, чтобы со всем этим разобраться и понять, что делать.
Именно поэтому в нашей, например, компании предлагается решение Building Advisor, которое все эти данные обрабатывает. По сути, система сама анализирует данные и выдает необходимые рекомендации. То есть, мы здесь имеем дело уже с технологией на базе интернета вещей.
На сервере происходит обработка большого массива полученной информации, в итоге выдаются конкретные предложения. И вот система вам, например, «говорит»: у вас установка кондиционирования настроена на 29 градусов, а это значит, что автоматически оно не включится, потому что обычное офисное помещение до 29 градусов никогда не нагревается. Меняйте уставку, причем не где-то, а там-то и там-то.
То есть, система все данные обрабатывает и выдает уже не просто графики и диаграммы, а конкретные рекомендации: иди туда, делай то.
Если есть заказчик, у которого есть большое количество объектов – сетевые отели, кофейни, гипермаркеты – он, с помощью собранных данных может сравнивать: «Вот мои тридцать гипермаркетов в разных точках страны. Почему 25 гипермаркетов потребляют такое-то количество энергии, а пять почему-то в полтора раза больше?» Это дает ему возможность такого сравнительного анализа. И, соответственно, возможность понимать, что происходит, и экономить.
«Стоящие часы» показывают правильное время лишь однажды
– А «цифровой двойник» здания – это как раз весь комплекс знаний об этом объекте?
– Совершенно верно. «Цифровой двойник» – это такая модная тема, которая на практике только-только начинает развиваться. Я бы начал эту историю с проектирования. Потому что ведь первая модель здания создается при проектировании. Когда бюро получает задание спроектировать какое-то здание. Потом эта модель уходит на этап реализации – по этому проекту здание надо построить. И дальше начинается самое интересное. Это этап эксплуатации.
Идея в том, что самая правильная и красивая история, когда проектировщик создает фактически модель здания еще до его строительства. И потом та же модель попадает на этап эксплуатации. И все датчики, клапаны и прочие устройства подключается к одной и той же модели. Она-то, по сути, и является «цифровым двойником».
Но дальше еще интереснее. Если эту модель просто передали в эксплуатацию, и не наполняют ее новыми данными – ежедневно и ежечасно – то это как «стоящие часы», они показывают правильное время лишь иногда.
С течением жизни здание может многократно меняться. Там могут быть различные перепланировки, перекладка инженерных сетей, изменение уровня энергопотребления. Если эти изменения не синхронизировать с цифровой моделью, она, по сути, будет бесполезной.
BMS–система автоматизации зданий, как раз и является той самой системой, которая регулярно «снимает» данные с объекта и передает их в «цифровой двойник». Кстати, «цифровой двойник» может содержать самые разные информационные пакеты. Какие? Это каждый обладатель такой «цифровой модели» решает самостоятельно. В принципе, можно, например, получать информацию с датчика, показывающего уровень CO2 в любом конкретном помещении – любые параметры любых инженерных систем и состояния внутренней среды объекта. Детализация зависит уже от конкретного заказчика.
Сегодня технологически все готово для того, чтобы использовать такие «цифровые двойники». Не до конца определены пока стандарты, требования к цифровой модели. До сих пор не дано четкого ответа на вопрос: кто должен хранить эти данные, кто является собственником этого цифрового двойника.
Допустим есть какая-то холдинговая структура. У нее есть объект в регионе, а сервер может находиться в центре обработки данных в Москве. И это да, локальное облако. В этом случае сервер хранится не на объекте, а удаленно.
Но заказчик может хранить своего «цифрового двойника» и на сервере «цифровой» компании, которая предоставляет ему эту услугу. Такие компании уже начали появляться.
Как система «умный дом» может помочь зеленым технологиям?
– Любопытно, можно ли в «цифровой двойник» здания интегрировать «зеленые» технологии? Например, технологию сбора дождевой воды, полива комнатных растений, ухода за «зеленой» эксплуатируемой крышей и т.д.
– Система «умный дом» работает на определенном наборе технологий, которые друг с другом соотносятся. Красота ситуации в том, что в нее можно интегрировать все, что угодно.
Но основная наша «зеленая» задача сегодня – это, конечно, снижение энергопотребления и операционная эффективность. Энергетическая дилемма заключается в том, что человечество хочет потреблять все больше и больше энергии, но при этом, чтобы сгенерировать эту энергию, нужно повредить природной среде.
Мое глубокое убеждение: нужно начать меньше тратить. А чтобы меньше тратить – при этом, естественно, не теряя комфорта – нужно развивать автоматизированные системы, помогающие учитывать и экономить. Наша основная задача – по максимуму автоматизировать в зданиях то, что есть. Порядка 70% зданий в мире нуждаются в автоматизации и неэффективны. Если мы сделаем хотя бы это, это будет прорыв.